论文摘要
本文对轴类零件塑变校直技术的基础理论、基本方法和自动化校直加工技术进行了较为深入的研究和探讨。采用非线性有限元方法对目前工程上广泛应用的3点弯曲法校直的工艺过程和机理进行了分析与计算,计算结果表明,通过施加合理大小的载荷和载荷作用方式,一次加载即可得到较高的校直精度。同时得出结论:施载机构的作用节点数须选择适当,节点过多时会产生明显的弹性核,节点过少时又会形成局部塑性铰。在充分分析和借鉴国内外现有自动校直机研究和技术现状的基础上,提出一种全新的低成本四导柱卧式自动校直机结构模型,并设计制作了原理样机。该样机在工件较长时只需相应增加导柱的长度,因此可改变自动校直机一般只能对中小型工件进行自动化校直加工的技术现状。样机结构简单、加工容易、易于保证精度。而目前国内外普遍采用的门式或C型结构自动校直机受工作台面长度的限制,只能校直中小型轴类零件。针对模型样机的具体结构建立了工件轴线和导柱挠曲变形的误差模型,分析并说明了模型样机对工件弯曲变形的检测原理及校直施载机构的行程控制与误差补偿方法,基于需求分析与人机工程学的原理研制了模型样机的自动控制系统,包括硬件平台的建立和全部工作软件的开发。实现了工件测量和校直加工的自动化。控制系统的软、硬件体系结构可完全移植到产品样机中。本文还重点探讨了校直加工过程中的智能控制方法。在总结人工操作经验的基础上,设计了以需校直工件的塑性变形量及其变化量作为输入,以加载行程为输出的具有自学习功能的二维模糊控制器,提高了校直加工的效率和精度。在定义了数据结构和变量数组的基础上,给出了参数自学习过程算法,改善了模型样机对不同规格样本工件的适应性。在模型样机上进行了大量的校直加工实验,实验结果验证了本文提出的全自动校直加工方法及控制算法的有效性。实验数据表明,对于多数工件,一般只需要3到5次加载即可达到较高的校直精度。样机工作稳定、可靠,具备了从模型样机到产品样机的转化条件。
论文目录
摘要ABSTRACT第一章 绪论§1-1 塑变校直及其应用§1-2 国内外研究现状综述1-2-1 校直加工工艺理论研究1-2-2 自动校直设备研究现状1-2-3 存在的主要问题§1-3 智能控制技术的发展及应用1-3-1 智能控制技术的发展概况1-3-2 模糊控制技术§1-4 本文主要研究内容第二章 原理样机的校直机理§2-1 引言§2-2 原理样机简介§2-3 校直精度的计算2-3-1 基本假设2-3-2 计算模型、单元划分与边界条件2-3-3 计算实例§2-4 本章小结第三章 原理样机结构设计§3-1 引言§3-2 总体方案§3-3 结构设计简介3-3-1 工件夹持与相位确定3-3-2 加载机构与测量装置3-3-3 施载机构的驱动、支撑及导向§3-4 工作过程说明3-4-1 尺寸测量3-4-2 工件的校直§3-5 本章小结第四章 原理样机误差分析§4-1 引言§4-2 加工及安装误差§4-3 结构刚度误差分析§4-4 仿真分析§4-5 本章小结第五章 控制系统设计§5-1 引言§5-2 需求分析§5-3 硬件系统集成5-3-1 硬件系统组成框图5-3-2 前向通道设计5-3-3 后向通道设计5-3-4 人机界面设计5-3-5 操作说明§5-4 主要功能模块及软件流程§5-5 本章小结第六章 智能控制算法§6-1 引言§6-2 智能控制原理§6-3 加载机构的自适应模糊控制6-3-1 模糊控制模型的建立6-3-2 模糊逻辑推理6-3-3 反模糊化6-3-4 量化系数的确定§6-4 模糊控制算法的程序实现§6-5 自学习模块的程序实现§6-6 本章小结第七章 实验及数据分析§7-1 实验样机的组成及功能调试§7-2 系统误差标定§7-3 样本实验实测数据分析第八章 结论参考文献致谢攻读学位期间所取得的相关科研成果
相关论文文献
标签：轴类零件论文; 卧式校直机论文; 误差分析论文; 智能控制论文;
